Моделирование векторного управления асинхронным двигателем во вращающейся системе координат
Ключевые слова:
асинхронный двигатель, пространственный обобщающий вектор, вращающаяся система координат, математическое моделирование, MatLab (Simulink)Аннотация
Развитие силовой полупроводниковой техники и технологии послужило основой для внедрения на подвижном составе новых типов частотно-регулируемого электропривода. При этом становится актуальной задача теоретического и экспериментального исследования различных режимов работы привода. В работе представлена математическая модель асинхронного двигателя во вращающейся системе координат 0 - d - q, а также результаты моделирования, выполненные в пакете MatLab (Simulink). Для проверки полученных в теоретической части работы результатов был разработан экспериментальный стенд. Целью проведения эксперимента явилось получение зависимостей вращающего электромагнитного момента двигателя и его скорости в процессе пуска, а также сравнение полученных зависимостей соответствующими характеристиками, рассчитанными в результате имитационного моделирования. В работе использовался типовой четырехполюсный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором АИР71А4 с номинальной частотой вращения 1 370 об. / мин. Двигатель установлен в экспериментальном стенде, позволяющем с помощью электромагнитной муфты задать и вычислить электромагнитный момент на валу асинхронного двигателя. Это поможет проверить адекватность разрабатываемой имитационной модели двигателя. Полученная математическая модель может применяться при моделировании электрического привода в различных режимах его работы. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных значений свидетельствует о правомерности теоретических положений, принятых при разработке имитационной модели. Полученная в пакете программного обеспечения MatLab (Simulink) имитационная модель асинхронного двигателя адекватно определяет электромагнитные процессы и может быть использована при разработке векторной системы управления, а также в учебном процессе в рамках соответствующей дисциплины.
Библиографические ссылки
Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И. и др. Асинхронные двигатели серии 4А. М.: Энергоиздат, 1982. 504 с.
Akagi H., Kanazawa Y. and Nabae A. Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage components // IEEE Transaction on Industry Applications, 1984. Vol. IA-20, no. 3. Pp. 625–630.
Edith Clarke. Circuit Analysis of AC Power Systems. Vol. 1, Wiley, New York, 1943.
Bellan D. Clarke Transformation Solution of Asymmetrical Transients in Three-Phase Circuits. Energies. 2020.
Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Гардарики, 2000. 638 с.
Кулинич Ю.М. Компенсация реактивной мощности. М.: ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2020. 182 с.
Milanes-Montero M.I., Romero-Cadaval E., de Marcos A.R., et al. Novel Method for Synchronization to Disturbed Three-Phase and Single-Phase Systems // Industrial Electronics, 2007. IEEE International Symposium on Date 4–7 June 2007. Pp. 860–865.
Усольцев А.А. Частотное управление асинхронным двигателем. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2006. 94 с.
Терёхин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (MatLab 7.0.1). Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. 320 с.
Панкратов В.В. Векторное управление асинхронными электроприводами. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. 66 с.
Калачёв Ю.Н. SimInTex: моделирование в электроприводе. М.: ДМК Пресс, 2019. 98 с.
Вольдек А.И. Электрические машины. М.: Изд-во Энергия, 1974. 839 с.
Мигдалёнок А.А. Моделирование электропривода на ЭВМ. Минск: Изд-во БНТУ, 2010. 94 с.
Дьяконов В.П. Simulink: Самоучитель. М.: ДМК Пресс, 2015. 782 с.
Eshkabilov S. Beginning MATLAB and Simulink: From Novice to Professional. Apress. 2019. 544 p.
Герман-Галкин С.Г. Виртуальные лаборатории полупроводниковых систем в среде Matlab-Simulink. СПб.: Лань, 2013. 448 с.
Yousef A. Abdel maksoud S. Review on Field Oriented Control of Induction Motor // International Journal For Research In Emerging Science And Technology. 2015. Vol. 12, no. 2(7).
Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электропривода переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.
